病死禽畜生化处理机的设计范文

《现代农业装备杂志》2014年第三期

1基本结构和参数

1.1基本结构病死禽畜生化处理机主要由机架、生化室、搅拌装置、加热系统、保温系统、驱动系统、抽风系统、自动控制系统、废气净化装置等组成，如图2所示。机架是处理机的基体部分，支承设备的其它部件，带有万向轮，起到支承和移动作用。生化室是处理机的主体部分，病死禽畜尸体在生化室内，在活性喜盐、嗜酸、耐热微生物菌的作用下，快速分解成小分子有机物.生化室要求耐磨、耐腐蚀，所以选用304不锈钢，焊接后并做漏水试验。搅拌装置将病死禽畜尸体、菌剂、辅料等各种原料混和均匀，并可以撕碎禽畜尸体。搅拌轴上安装有多种搅拌桨，按功能分为：分进料搅拌桨、出料搅拌桨、混和搅拌桨等，各种搅拌桨按一定的规律排列在搅拌轴上。加热系统由防爆式电加热器、导热油、油槽、温度传感器等组成，调节范围在0～120℃范围内，以便生化室物料温度稳定在发酵所需的最佳温度，保证病死禽畜尸体在最短时间内分解。保温系统分布在生化室的四周，贴有不同厚度和材质的保温板，减少热量损耗。抽风系统由过滤网、风机、管道等组成，及时排出发酵过程所产生的废气，并提供发酵所需的新鲜空气。废气净化装置采用生物除臭和吸附除臭，将发酵过程所产生的废气净化后排放。在生化处理机的研制过程中，考虑到发酵环境及美观要求，整机采用耐酸、碱的优质不锈钢（304）制作。

1.2主要技术参数9QSJ-300型废弃禽畜生化处理机主要处理质量在35kg以下的病死禽畜，其主要技术指标见表1。

2关键部件的设计

2.1生化发酵室的设计计算根据调查，在一个万头猪场，每天非正常死亡的生猪约30头，其中一半以上是刚出生的小猪，加上猪胎盘等其它废弃物，每天需要的废弃物处理量约为300kg。根据发酵原理，经计算，处理300kg废弃物需要配用辅料450kg，混和后物料的密度约为800kg/m3。据此，计算发酵室的容积V：

2.2自动控制系统的设计根据禽畜生化处理机的工艺设计流程，控制系统主要实现以下功能：定时开启停止搅拌机构，对物料进行搅拌；根据设定温度，自动控制加热系统，对物料加热；控制风机，进行除臭等。为确保稳定的、可靠的实现整个工作流程，电气控制系统采用可编程控制器（PLC）和温控表控制方式，对各动作进行自动化控制。总体设计如下图所示：整个控制系统的设计包括硬件和软件两部分。

2.2.1硬件设计电气控制系统硬件采用可编程控制器（PLC）和温控表控制方式。可编控制器选用日本三菱FX1s-20MR控制器，温控表选用日本欧姆龙E5CZ-R2MT智能温控表，电气元件整体采用进口品牌，确保电气的稳定可靠。

2.2.2软件设计禽畜生化处理机具体工作流程如下：手动方式：出料时使用，这时搅拌机不断搅拌，把物料送到出料口；自动方式：工作时使用，这时搅拌机按预设的开启和关闭时间，进行间歇搅拌；节能方式：当设备长时间（一般设定为24h）内，没有投入物料时，控制器关闭加热系统，进入节能状态，同时开启节能指示灯；除臭子系统：开启引风机，把设备内的空气及到除臭箱内，经除臭箱再排到大气中；报警子系统：当投料口或出料口打开时，电源灯进入闪烁状态，警示操作人员注意安全。程序用三菱GXDeveloper专业软件，采用梯形图编程方式编写，性能可靠。

3项目试验及优化改造

样机调试、生产配料设计、带负荷试验并考核各项性能指标。样机安装完毕后，先进行渗漏试验，再加入导热油，分别进行单动试机、联动试机、模拟自动生产。投入替代物料，进行带负荷试机，检验各电机的启动电流、工作电流；加热器工作时间、停止时间；温度显示、自动控制状况等。确认设备全部正常后，进行实物试验。用死猪做主料，蘑菇渣、米糠等做辅料，将主料与辅料充分混和，使其碳氮比控制在10～30︰1，含水率控制在40%～60%，然后加入高温菌种，进行实物试验。观察死猪尸体的变化情况：死猪尸体经历了膨胀、撕碎、猪肉消融、猪骨消融、猪皮消融、猪蹄消融等一系列变化。最后，死猪尸体与辅料都变成了粉状物料，排出机外。在设备试验过程中，出料机构位置比较高，出料不方便，费人工，清理难；我们在处理机端部增加了一个出料口，出料快，省时省工。搅拌器原设计为圆形结构，生产中有时会弯曲变形，后改进为圆形和加强刀片结构，即加强了搅拌器的刚性，又增加了搅拌器对死猪尸体的撕碎作业，加快了死猪的处理速度。除臭箱原设计为2层抽屉结构，每层的厚度为250～300mm的活性炭和生物除臭剂，试验中，除臭效果不是太好；改进为2层固定结构，每层厚度为600～800mm，效果明显改观。

4试验结论及改进方向

1）堆肥可以很好的分解病死禽畜残体，有效杀灭病原微生物，是一种低成本的病死禽畜处理方法。2）现设备只能处理35kg以下的病死禽畜尸体，对于大于此质量的病死禽畜尸体，需配套粉碎装置；3）设备进料口高，操作工人劳动强度较大，需要增加进料装置，以方便工人操作；4）可以采用更为先进的除臭方式，如生物除臭、光触媒除臭等。

作者：黄激文曾庆东陈朝旭韦建吉单位：广东省现代农业装备研究所